東風(fēng)4型內(nèi)燃機車彈性聯(lián)軸節(jié)甩油問題分析及改進措施

嚴琦林

摘 ?要：通過對中車洛陽機車有限公司襄陽分公司2018年彈性聯(lián)軸節(jié)典型漏油的故障問題主要原因的分析，提出了解決問題的技術(shù)措施和改進方法。

關(guān)鍵詞：DF4彈性聯(lián)軸節(jié);甩油;密封圈;螺栓

中圖分類號：U262 ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）01-0123-02

Abstract： Based on the analysis of the main causes of the typical oil leakage of elastic couplings in Xiangyang Branch of CRRC Luoyang Locomotive Co.， Ltd. in 2018， the technical measures and improvement methods to solve the problems are put forward.

Keywords： DF4 elastic coupling; oil flick; sealing ring; bolt

1 概述

1.1 問題的提出

2018年，中車洛陽公司襄陽分公司檢修的DF4型內(nèi)燃機車發(fā)生10多起的聯(lián)軸節(jié)漏油故障，其中還不包括在公司內(nèi)發(fā)生的5起。給公司聲譽和質(zhì)量成本造成了很大的損失，同時也影響了生產(chǎn)進度。其故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)在柴油機運轉(zhuǎn)過程中，從連接箱透視孔向外甩出機油。

1.2 聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)和工作原理

目前公司使用的彈性聯(lián)軸節(jié)從構(gòu)造上分為兩種，雖然結(jié)構(gòu)不同，但是原理上是一樣的。下面就以我公司目前運用的“蓋斯林格”聯(lián)軸節(jié)進行分析說明。

彈性聯(lián)軸節(jié)屬柴油機運動部件中重要零部件之一，它裝在曲軸的輸出端，將主發(fā)電機與柴油機連成一體，組成柴油發(fā)電機組。彈性聯(lián)軸節(jié)是通過橡膠或彈簧等彈性元件起到傳遞扭矩和阻尼作用。

它主要由三部分組成：主動件、從動件及滾動軸承。主動件是與曲軸相連接的花鍵軸。從動件由主、從動盤，齒輪盤，彈性與剛性錐套，支撐塊，簧片組件及各種連接螺栓組成。彈性錐套與剛性錐套通過壓裝將簧片（共12組）和支撐塊緊緊箍在一起，構(gòu)成彈性聯(lián)軸節(jié)組件。見圖1所示。

主發(fā)電機軸通過從動盤與聯(lián)軸節(jié)相連。12組簧片組的主片自由插入花鍵軸槽內(nèi)，以彈性的方式傳遞扭矩，并消除主發(fā)電機對柴油機的影響。聯(lián)軸節(jié)的內(nèi)部充滿了機油，起阻尼，潤滑及散熱的作用。為防止機油泄漏，在花鍵軸端部及軸承外側(cè)面設(shè)有油封法蘭和油封蓋。油封法蘭的內(nèi)側(cè)設(shè)有將機油引入球軸承的油槽，在可能泄漏的各結(jié)合面上均采用橡膠密封圈予以密封。

2 故障現(xiàn)象

（1）后密封蓋處甩油;

（2）在中間體與齒輪盤或主動盤的結(jié)合處漏油;

（3）連接螺栓處特別是圖1序號17所示的M16螺栓

處漏油（并且還有部分M16螺栓發(fā)生斷裂掉頭）;

（4）花鍵軸下齒輪盤間的密封圈處漏油。

通過對公司發(fā)生的多起漏油故障的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，彈性聯(lián)軸節(jié)漏油故障主要表現(xiàn)在M16連接螺栓位置（圖2所示）及花鍵軸下齒輪盤間的密封圈處。這2項占彈性軸節(jié)甩油故障的75%以上。

3 控制措施

3.1 針對M16螺栓處漏油及螺栓斷裂的處理措施

（1）對材質(zhì)進行強化改進，將普通M16×1.5×50的螺栓改為18Cr2Ni4WA。

（2）改進螺栓結(jié)構(gòu)：a.為了降低螺紋頭部桿身應(yīng)力集中，增大螺栓頭部過渡圓角R0.6mm改為1.2mm。其他過渡圓角改為0.8mm。b.為了提高桿身強度將桿身尺寸12mm改為13mm。

（3）在進行M16螺栓安裝時加裝銅墊，不僅可以改善螺栓根部的受力狀態(tài)，還更加進一步的起到密封的效果。

（4）在進行M16螺栓裝配時應(yīng)做到以下幾點：a.按照工藝要求的力矩進行把緊;b.聯(lián)軸節(jié)大修時螺栓必須更新;c.螺栓底面及齒輪盤端面必須光滑平整;d.螺旋按要求涂抹潤滑脂。

3.2 花鍵軸下齒輪盤間的密封圈處漏油

聯(lián)軸節(jié)花鍵軸隨著曲軸一起轉(zhuǎn)動并伴隨輕微軸向移動;同時，聯(lián)軸節(jié)的從動件也帶動主發(fā)轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)和軸向微動，所以花鍵軸與齒輪盤之間在工作狀態(tài)下有著復(fù)雜的相對位移運動，那么密封圈在花鍵軸密封圈安裝槽與側(cè)板孔之間不斷的隨著柴油機的轉(zhuǎn)速變化產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，并且還隨著曲軸的軸向微動也進行著頻繁的軸向移動。密封圈長期工作在這種高頻微動環(huán)境中，所以此處的密封狀況非常惡劣。相當于每一次相對之間的每一次轉(zhuǎn)動都會對密封圈產(chǎn)生一次磨損。同時由于彈性聯(lián)軸節(jié)只進油，不回油，使密封情況更為嚴峻，因此該部位漏泄現(xiàn)象較為普遍。

根據(jù)實際情況決定從以下幾個方面進行控制改進：

（1）改進型密封圈：a.把原來的密封圈材料由丁睛橡膠改為增強型氟橡膠，使其彈性、耐磨性和使用壽命都能得到提高;b.加大密封圈直徑，從原來（15.1±0.1）mm增加到（15.3±0.1）mm，從而增加密封圈的壓縮量。

（2）提高各接觸表面的表面粗糙度，比如花鍵軸、主動盤與O型密封圈的結(jié)合處表面粗糙度保證在Ra0.8μm以下。

（3）提高組裝質(zhì)量和配件的清潔度，嚴禁顆粒物進入配件中特別是密封圈安裝處。用專用工裝檢查彈性聯(lián)軸節(jié)，主、從動盤同軸度控制在0.15mm范圍內(nèi);花鍵軸裝配時，在花鍵軸、O型密封圈及主動盤的接合處涂抹黃油，用專用工裝裝配花鍵軸，切忌粗暴，以防O型密封圈剪切啃傷或被扭曲。

（4）主簧片磨損量≤1mm。花鍵軸鍵槽側(cè)面磨損量≤0.5mm，否則應(yīng)修復(fù)或者更換。

（5）控制聯(lián)軸節(jié)與主發(fā)電機安裝時的圓跳動。聯(lián)軸節(jié)安裝完畢其與從動盤定位處的徑向圓跳動不超過0.20mm，主發(fā)安裝完畢從動盤外圓處的徑向圓跳動不超過0.30mm，以改善密封圈的工作環(huán)境。

4 有益效果

通過以上改進，2019年元月份至今半年內(nèi)只發(fā)生了一起聯(lián)軸節(jié)漏油的故障現(xiàn)象，質(zhì)量得到了明顯改善和提升。

參考文獻：

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